通过原位等离子体距离控制制备 Delta 掺杂金刚石
材料科学
2026-03-03 v2 等离子体物理
摘要
我们提出了一种金刚石化学气相沉积 (CVD) 生长方法，样品置于距反应釜底板的预定义距离处，以该底板与等离子体耦合。我们观察到两种此前未知的生长 regime。首先，样品置于等离子体距离三至五毫米内，导致生长速率降低（相对于置于等离子体内部），同时金氢掺杂增加，使得可制备厚度低于30纳米的 Delta 掺杂层。在另一种 regime 中，样品距等离子体超过10毫米时，未观察到生长。我们推测，金氢富集物种沉积于金刚石表面，并在随后一层的生长过程中被掺入。所有制备的层面显示出 NV 发射，其中强度与金氢掺杂水平相关。该生长技术可用于制备用于量子感应应用的高掺杂薄膜，或制备掺杂量低的 NV 层用于量子计算。新方法不仅适用于金氢掺杂，也可用于其他缺陷（如磷），这将为金刚石基电子器件开辟新方向。
引用
@article{arxiv.2509.17521,
title = {Delta-Doped Diamond via in-situ Plasma-Distance Control},
author = {Philip Schätzle and Felix Hoffmann and Sven Mägdefessel and Patrik Straňák and Lutz Kirste and Peter Knittel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.17521},
year = {2026}
}